Effect of surface micro- and nanolayers of composite particles on thermoelectric figure of merit (phenomenological approach)
提出了自洽场论的非对称变体，为复合颗粒表面层的热导率对有效热电优值的影响的理论研究奠定了基础。它示出，在某些情况下，热电品质因数可以基本上提高由于壳的存在。
2011-08-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Improved Thermoelectric Properties in (1-x)LaCoO3/(x)La0.7Sr0.3CoO3 Composite
在理想热电（TE）系统中需要高塞贝克系数（S）、大电导率（σ）和降低的热导率（κ）以实现高品质因数（zT），由于TE参数的相互依赖性，这在单个系统中是具有挑战性的。复合方法是有希望操纵TE参数。本文研究了（1-x）LaCoO_3/（x）La_（0.7）Sr_（0.3）CoO_3（0.00 \leq x \leq 0.05）复合材料的热电性能。结构分析证实了复合材料中的各个相，这进一步得到了电子显微镜分析的支持。X射线光电子能谱分析表明，LaCoO 3体系中存在氧空位（VO），并随着La0.7Sr0.3CoO3（LSCO）的加入而增加。VO的增加提高了钴的简并态，从而提高了复合材料中的S。S和σ的温度变化与自旋态转变一致，并显示了这两个参数之间的相关性。球磨La 0. 7Sr 0. 3CoO 3的加入使复合材料中的κ和σ降低，这分别归因于声子-声子散射和载流子散射的增强。在800 K时，复合材料的zT比母体LaCoO 3体系提高了5倍。这种方法还提高了基于LaCoO 3的系统的工作温度。
2021-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional composite magnet realizing record-high transverse thermoelectric generation
本研究开发了兼具永磁特性与优异横向热电性能的SmCo₅/Bi₀.₂Sb₁.₈Te₃多层结构多功能复合磁体，其模块功率密度创横向热电模块纪录且可比肩商用塞贝克效应热电模块，为能量收集与热管理提供新路径。
2025-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interface resistance on thermoelectric properties in (1-x)La$_{0.95}$Sr$_{0.05}$Co$_{0.95}$Mn$_{0.05}$O$_3$/(x)WC composite
在这项研究中，分散相的颗粒尺寸和相之间的界面热阻（R $_{int}$）对声子热导率（$κ_{ph}$）的（1-x）La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$ /（x）WC热电复合材料，证明了协同效应。此外，R $_{int}$和Kapitza半径之间的相关性进行了讨论，使用Bruggeman的不对称模型。特别地，使用标准固态途径合成多晶La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$样品。从电子显微镜图像证实了WC纳米颗粒的存在。随着导电WC体积分数的增加，复合材料的电导率（$σ$）增加，Seebeck系数（$α$）减小。随着WC体积分数的增加，$σ$的同时增加和$κ_{ph}$的同时减少导致（1-x）La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$ /（x）WC复合材料的品质因数（zT）增加。当x=0.010时，（1-x）La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$ /（x）WC复合材料在463 K时的$\sim$最大值为0.20。在本研究中得到的结果表明，希望设计的热电复合材料与所需的声子热导率考虑…
2021-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of metal-semiconductor percolation composites
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University（尤里·费多科维奇切尔诺维茨国立大学）；University of Massachusetts Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校）
本研究分析含随机金属内含物的半导体复合材料的热电性质，发现其受渗流转变影响，阈值附近功率因子与热电优值依赖于内含物浓度和排布，确定了提升实际复合材料功率因子的有利区间。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the wiedemann-franz law in thermoelectric composites
本文从理论上分析了宏观非均匀介质中热电现象对有效电导率与有效热导率关系的影响。平面层状结构，二维自对偶和三维随机非均匀介质的检查。结果表明，有效的电导率与热导率的关系，这是独立的浓度在所谓的Wiedemann-Franz介质中，在高值的内部热电优值的情况下，可以是相当大的不同，从一个在每个阶段的本地值。该关系的减小可能会对复合材料的有效优值产生负面影响，从而导致热电器件效率的降低。
2011-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Properties of (1-x)LaCoO$_{3.x}$La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ Composite
本研究探讨了(1-x)LaCoO3.xLa0.7Sr0.3MnO3复合材料的热电性能，发现少量添加LSMO可提高塞贝克系数，并在620K下获得显著提升的最大ZT值0.09，表明复合方法能有效提高低温热电材料的工作温度。
2018-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of secondary LuNiSn phase on thermoelectric properties of half-Heusler alloy LuNiSb
本文报道了三元化合物LuNiSb（立方晶系）和LuNiSn（正交晶系）以及复合材料（LuNiSb）$_{0.5}$（LuNiSn）$_{0.5}$的高温（350 K <T< 1000 K）热电性能。LuNiSn的导电性是金属性的，而LuNiSb的导电性是类金属性的。前者的Seebeck系数在700 K时达到-5.5 $μ$ V/K，后者在607 K时达到66 $μ$ V/K。复合样品（LuNiSb）$_{0.5}$（LuNiSn）$_{0.5}$由正交晶系基体和立方夹杂物构成，结合了LuNiSn的导电性和LuNiSb的热电性能。尽管如此，这种材料的热电性能没有增强。
2019-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Trans-scale spin Seebeck effect in nanostructured bulk composites based on magnetic insulator
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）；The University of Tokyo（东京大学）
通过动态粉末溅射和低温烧结制备Pt涂层钇铁石榴石粉末的纳米结构块体复合材料，实现跨尺度自旋塞贝克效应，克服薄膜扩散限制，实现可扩展体积热电发电。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of cement composite analogues from first principles calculations
建筑物每年造成全球能源浪费的相当大一部分，因此产生了过量的碳排放。虽然热量在寒冷的月份和气候中直接损失，导致热负荷增加，但在炎热的气候中需要冷却和通风。提高建筑物能源效率的一个途径是将热电设备和材料集成到建筑物的结构中，以利用内部和外部之间的温度梯度来做有用的工作。水泥基材料在现代建筑中无处不在，并提供了一个有趣的功能化机会。本文采用密度泛函理论和玻尔兹曼输运方法，系统地研究了水化硅酸钙（C-S-H）凝胶类似物雪硅钙石热电材料的电子输运系数。塞贝克系数的计算值在指示良好热电材料的典型量值（200 - 600 $μV/K$）内。雪硅钙石模型被预测为本质上是$p$型热电材料，因为存在大量的Si-O四面体网站。雪硅钙石模型的计算电子$ZT$的最佳值分别为0.983（400 $\mathrm{K}$和$10^{17}$ $\mathrm{cm^{-3}}$）（雪硅钙石9）、0.985（400 $\mathrm{K}$和$10^{17}$ $\mathrm{cm^{-3}}$）（雪硅钙石11）和1.20（225 $\mathrm{K}$和$10^{19}$ $\mathrm{cm^{-3}}$）（雪硅钙石14）。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Decoupled charge and heat transport for high-performance Fe$_2$VAl composite thermoelectrics
通过液相烧结将拓扑绝缘体 Bi$_{1-x}$Sb$_{x}$ 结合在 Fe$_2$V$_{0.95}$Ta$_{0.1}$Al$_{0.95}$ 晶粒之间，成功解耦电荷与热传输，显著降低晶格热导率并提高载流子迁移率，实现远超有效介质极限的极高品质因数。
2024-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Flexible thermoelectrics in crossed graphene/hBN composites
基于紧束缚、力常数及非平衡格林函数方法，研究了X形石墨烯/h-BN复合异质结构的输运与热电性质，发现全石墨烯HETX-C结构相比锯齿型石墨烯纳米带可将ZT提升约2.5倍，且可通过调节臂宽和原子类型有效调控热电性能。
2024-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Rigorous bounds on the effective moduli of composites and inhomogeneous bodies with negative-stiffness phases
我们审查的有效性质的线弹性非均匀固体（包括复合材料）的成分具有非正定的弹性模量（所谓的负刚度相）的存在下的理论界限。我们表明，静态稳定机构的经典位移为基础的变分原理的Dirichlet和Neumann边界问题举行，但对偶变分原理的牵引边界问题不适用。我们说明了我们的研究结果的例子，涂层球形夹杂的稳定性条件得到的变分原理。我们进一步表明，在多相非均匀体和复合材料的线弹性模量的经典Voigt上限适用，它施加了一个稳定性条件：整体稳定性要求的有效模量不超过Voigt上限。这特别意味着，虽然复合材料中组分之间的几何约束可以稳定负刚度相，但稳定不足以允许极端的总体静态弹性模量（超过组分的静态弹性模量）。从Hashin-Shtrikman变分不等式可以得到各向同性复合材料的有效弹性模量的更强的界限，这也被证明是在负刚度的存在下举行。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
The influence of phonon thermal conductivity on thermoelectric figure of merit of bulk nanostructured materials with tunneling contacts
被认为是一种复合材料，它由导电纳米粒子分离的隧穿电介质势垒。从理论上研究了介质基体的声子热导率对该复合材料热电优值的影响。的范围内的值和障碍参数，可以导致热电优值大于统一的估计。讨论了空间电荷和隧穿势垒电流-电压关系的非线性对隧穿势垒电流-电压关系的影响。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric power of Bi and Bi(1-x)Te(x), x=0.0014,in porous Vycor glass
半导体量子线由于能提高低维材料的电子态密度而成为一种很有前途的热电材料。我们研究了在多孔Vycor玻璃中由直径为6 nm的Bi和Bi（1-x）Te（x）（x=0.0014）线组成的高密度网络的磁场相关电阻和塞贝克系数。两种复合材料的电阻R随温度从300 K降低到0.3 K而增加。然而，在最近的结果表明，电阻的半导体行为和非常大的增强的热电功率的复合材料含有Bi纳米线的直径为9和15 nm的对比，我们发现，电阻不是热激活的，并且复合材料的热电功率是相同的数量级的散装Bi的热电功率。我们的结果是一致的纳米线具有载流子密度，是由表面效应增强。
2003-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Probing the carrier dynamics of polymer composites with single and hybrid carbon nanotube fillers for improved thermoelectric performance
碳纳米管（CNT）在聚合物基质中的掺入为先进热电（TE）复合材料的开发提供了一个很好的平台。多年来，已经研究了几种CNT/聚合物复合材料配方，以最大限度地提高TE性能。同时，一些研究集中在CNT本身内的带电激子的衰减动力学和由此衍生的结构，旨在研究自由载流子的寿命和相应的复合过程。后一种物理现象在各种类型的能量转换和清除材料的性能中起着至关重要的作用。然而，到目前为止，还没有系统的研究组合的TE参数和关键的载流子动力学CNT内含有TE聚合物复合材料。在此，通过小规模熔融混合制备了基于聚碳酸酯（PC）和聚醚醚酮（PEEK）聚合物基体的具有单一和混杂CNT填料的各种复合材料。在相同的负载量下，与使用混合填料系统相比，在PC中添加单一填料导致更高的塞贝克系数和相似的电导率。相比之下，在PEEK复合材料中使用混合填料系统，可以达到比单一填料复合材料更高的功率因数。此外，利用超快激光时间分辨瞬态吸收光谱（TAS）研究了PC基复合材料的激子寿命和TE薄膜中自由载流子输运的物理起源。这项研究的结果揭示了有趣的TE参数和获得的载流子动力学之间的联系。
2022-08-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Synergistic effect of workfunction and acoustic impedance mismatch for improved thermoelectric performance in GeTe/WC composite
复合材料的制备是有希望的电和热传输性能的同时优化，以实现改进的热电（TE）性能。本文研究了功函数和声阻抗失配（AIM）对（1-z）Ge_（0.87）Mn_（0.05）Sb_（0.08）Te/（z）WC复合材料TE性能的影响。特别地，制备了由Mn和Sb共掺杂GeTe作为基体和WC作为分散相组成的复合材料，并研究了其结构和TE性能。复合材料的电导率（σ）和Seebeck系数（α）随WC体积分数（z）的增加而同时增加，导致复合材料的功率因数（α^2σ）增加。σ的上升归因于复合物中载流子迁移率的增加。这是进一步建立从功函数测量使用开尔文探针力显微镜（KPFM）技术，也支持密度泛函理论（DFT）计算。Ge 0.87 Mn 0.05 Sb 0.08 Te和WC之间的弹性性质（声速）的差异导致高AIM，这导致相之间的大界面热阻（Rint）。Rint和Kapitza半径之间的相关性导致复合材料的声子热导率（κ_ph）降低，并使用Bruggeman非对称模型进行了讨论。声子色散计算进一步证实了复合材料中声子群速度的降低。对于z=0.010的（1-z）Ge0.87Mn0.05Sb0.08Te/（z）WC复合材料，由于α^2σ增大和κ_ph减小的同时作用，在773 K时的最大优值（zT）为1.93。这项研究表明，有希望在具有相似电子结构和不同弹性特性的各种复合材料中实现更高的zTav。
2021-11-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stabilization of lead-free bulk CsSnI$_3$ perovskite thermoelectrics via incorporating of TiS$_3$ nanoribbon clusters
本研究针对低温热电材料需求，探究将低维TiS$_3$掺入块体CsSnI$_3$钙钛矿的效果，发现少量添加可提升结构稳定性、抑制氧化并稳定电学性能，为稳定该钙钛矿热电性能提供了新途径与宝贵见解。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effective Thermal Conductivity of SrBi$_4$Ti$_4$O$_{15}$-La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ Oxide composite: Role of Particle Size and Interface Thermal Resistance
提出了一种利用声阻抗失配和德拜模型降低热电复合材料热导率的新方法。讨论了界面热阻（R $_{int}$）与分散相粒径对复合材料k值的影响。特别地，研究了由作为基质的天然超晶格Aurivillius相（SrBi $_4$ Ti $_4$ O $_{15}$）和作为分散相的钙钛矿（La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$）组成的氧化物复合物的$κ$。当La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$的颗粒尺寸小于Kapitza半径（$_K$）时，观察到复合物的$κ$的显著降低，甚至低于基质的$κ$，描绘了由于增加的表面与体积比，R $_{int}$在低于$_K$的颗粒尺寸中占主导地位。所得结果有可能为工程复合热电系统提供新的方向，具有所需的热导率和有前途的能量收集领域。
2020-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Single-Crystal Growth and Thermoelectric Properties of Ge(Bi,Sb)4Te7
本文报道了10 ~ 300 K温度范围内的热电性能以及n型和p型GeBi_4 Te_7、GeSb_4 Te_7和Ge（Bi_（1-x）Sb_x）_4 Te_7固溶体单晶的生长。采用改进的Bridgman法生长了GeBi 4 Te 7单晶，并通过Sb替代Bi实现了p型行为。Ge（Bi 1-xSbx）4 Te 7固溶体的热电势范围为-117 muVK^-1至+160 muVK^-1。随着Sb含量的增加，从n型到p型的交叉是连续的，并且在x = 0.15处观察到。在所测试的n型和p型样品中，最高的热电效率分别为ZnT = 0.11和ZpT = 0.20。对于该合金系统中的最佳n-p耦合，在室温下的复合优值为ZnpT = 0.17。
2013-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Properties of Ho-doped Bi1-xSbx
Seebeck系数，电介电常数，总热导率，和磁化强度的报告温度为5和350 K之间的n型Bi 0.88Sb 0.12纳米复合合金Ho掺杂在0，1和3%的原子水平。使用直流热压法制备的合金，并示出为单相的平均晶粒尺寸为900 nm的两个Ho含量。发现母体化合物在231 K时具有最大ZT = 0.28，而掺杂1% Ho使ZT最大值在221 K时增加到0.31，而掺杂3%的样品抑制了ZT最大值在260 K时为0.24。
2012-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Bounds on the volume fraction of 2-phase, 2-dimensional elastic bodies and on (stress, strain) pairs in composites
边界上的体积分数在一个二维的身体包含两个弹性各向同性材料与已知的体积和剪切模量。这些边界使用关于平均应力和应变场、能量、应力的决定因素和位移梯度的决定因素的信息，这些信息可以从边界处的牵引力和位移的测量来确定。边界是尖锐的，如果在每个阶段的某些位移场分量是恒定的。我们得到的不等式也直接给出了两相、二维、周期或统计均匀复合材料中可能的（平均应力、平均应变）对的界
2011-08-29 cond-mat.mtrl-sci math.AP physics.class-ph
Synthesis, processing and transport properties of cubic and trigonal solid solutions in the Mg-Si-Sn system
Mg-Si-Sn固溶体具有有趣且有用的半导体性质，特别是对于热电应用。虽然已经通过各种方法制备了立方固溶体，但是还没有报道具有三方晶体结构的固溶体。我们采用高能球磨和电流活化压力辅助致密化（CAPAD）的组合，诱导和完成从立方相到三角相的相变，形成致密的三角复合材料。这是首次在Mg-Si-Sn合金中成功制备出三方相。此外，我们报告的立方和三角形复合材料的输运性质在160至400 K范围内测量。的三角形复合材料的导电性是几倍高相比，立方对应物，而热导率较低，但在以前报道的Mg-Si-Sn材料的范围内。三角形复合材料的塞贝克系数低于立方样品，导致低ZT值。然而，立方样品的ZT高于先前报道的未掺杂的Mg-Si-Sn固溶体，这对于热电应用是有希望的。
2017-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Strategy for enhanced thermoelectric performance of Bi2S3 nanorods by Bi nanoinclusions
这是第一次报告的增强热电（TE）性能的新型Bi 2S 3-Bi纳米复合材料的合成使用一步多元醇方法在不同的反应温度（TRe）和时间。它们被很好地表征为纳米棒复合物，与正交Bi 2S 3和菱面体Bi相共存，其中后者包覆前者形成Bi 2S 3-Bi核壳型结构以及独立的Bi纳米颗粒（NPs）。随着反应温度和持续时间的增加，系统地观察到\r{ho}的电阻率降低，这揭示了在这种高电阻Bi 2S 3中减少\r{ho}的有希望的方法，从而解决了过去几十年来其热电应用潜力的早期障碍。最令人惊讶的是，在27 ℃下使用~900 MPa压力制成的最高Bi含量纳米复合颗粒在300 K下的TE功率因数比热压Bi 2S 3的大3个数量级，或者甚至比先前报道的火花等离子体烧结的核-壳Bi2S3@Bi样品的好23%（Tarachand等人，Nano Res.2016，9，3291; Ge等人，ACS Appl.Mater. Interfaces 2017，9，4828）。考虑到由于其复杂的纳米结构而可能大大降低的热导率，对于这些不含有毒和稀土元素的TE纳米复合材料，在300 K附近显著改善的TE性能潜力是高度预期的，使得本合成方法成为开发基于Bi 2S 3的材料的增强的热电性能而不使用额外的烧结步骤的开创性方法。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Tuning thermoelectric properties of Sb$_2$Te$_3$-AgSbTe$_2$ nanocomposite thin film -- synergy of band engineering and heat transport modulation
本文通过在Sb$_2$Te$_3$薄膜中原位形成AgSbTe$_2$第二相，利用能带平坦化、共振态、载流子散射和热导率降低的协同效应，在375 K实现了ZT值2.2的高热电性能。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Coupled electron-phonon hydrodynamics and viscous thermoelectric equations
Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Theory of Condensed Matter Group of the Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室凝聚态理论组）；Department of Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University（哥伦比亚大学应用物理与应用数学系）
本文提出了一种基于第一性原理的理论框架，用于描述复杂器件几何中电子-声子非扩散流体传输现象，统一了电子和声子的粘性热电方程，并预测了非扩散行为的特征。
2026-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural characterization of APPJ treated Bismaleimide coatings and heat treated Titania-BMI
双马来酰亚胺（BMI）是主要用于航空航天应用的热固性聚合物，具有尺寸稳定性、低收缩性、耐化学性、耐火性、良好的机械性能和对各种溶剂、酸和水的高耐受性。BMI可作为Homide 250商购获得。BMI涂层也用于防腐蚀。采用真空蒸发法对双马来酰亚胺（BMI）进行了金属化处理，以防止飞行器机体中的空间电荷积累。添加无机材料如金属氧化物可以影响聚合物作为无机-有机复合物的性质。有机-离子有机复合材料在电子、光学、化学和医学等领域有着广泛的应用。钛白（TiO 2，Titania）具有广泛的应用，从纳米晶、染料敏化太阳能电池到光学涂层和电子产品。采用化学法制备了BMI-TiO 2复合材料。采用氦气的大气压等离子体射流（APPJ）对BMI进行了处理。对不同温度下制备的复合体系的XRD和FTIR研究表明了其结晶和结构构型。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
